一种用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于旋转导向钻井控制系统领域，具体涉及一种用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构。
【背景技术】
[0002]旋转导向钻井技术起源于上世纪80年代后期，该技术是随着相关科技水平的提高，为满足石油工业的实际需要在滑动导向钻井技术和工艺基础之上而发展起来的。其基本的思路就是在旋转钻井的同时，在钻压钻速及泵量的配合下，通过特定的井下导向工具，在近钻头附近，对旋转的钻柱在特定方向上施加一定的连续的可变的侧向力，人为地改变钻头前进的方向，进而达到旋转中几何导向或地质导向的目的。
[0003]与传统钻井技术相比，旋转导向钻井技术可使钻头处于持续地旋转状态，因此井眼净化效果更好，井身轨迹控制精度更高，钻井速度更快，出现卡钻等事故的几率更小，位移延伸能力更强。如果配上地质导向短节，就可以让钻头在井底自动寻找油层钻进，因此对油气资源的勘探和开发，提高油田的油气采收率具有重要意义。
[0004]截止目前，旋转导向钻井技术主要掌握在国外少数几家石油技术服务公司手中，基于其自身利益，对其所拥有的导向技术、导向仪器进行严格保密，并在价格上垄断、技术上限制、国际投标时制约、服务上拖延，严重影响了我国石油工业钻井工艺技术的进步，制约了国内钻井队伍开拓海外钻井市场的竞争能力，成为我国石油钻探行业技术发展进步的瓶颈。基于上述背景，申请人开展了对于旋转导向钻井技术的立项研宄。
[0005]目前现有技术中的旋转导向钻井工具主要包括有不旋转外套和中空芯轴。在不旋转外套靠近钻头的位置，沿其径向均布三块导向块，每个导向块由独立的执行机构对其进行控制。工作时，导向块伸出、推靠在井壁上，对井壁产生推力，从而加大钻头的单边切削，实现控制钻头的钻进方向，达到钻头在旋转时也能够进行导向操作的目的。
[0006]上述旋转导向钻井工具通过旋转导向控制系统进行控制，其中旋转导向控制系统是通过地面控制箱来将地面钻井指令(由控制室发出)进行重新编码，随后将复杂的钻进命令转编成易于传输的二进制数据，并利用这些二进制数据控制旁通阀，旁通阀在利用机身自带的液压装置，在接受到地面控制箱的具体指令后，使泥浆管道的压力产生出可被识别的曲线，将被编码好的指令加载到泥浆中，随着泥浆的下传到井底，从而完成将钻井命令顺利下传到执行机构的控制过程。
[0007]但申请人通过研宄发现:正是基于现有技术旋转导向钻井控制系统中采用泥浆(也可称为“钻井液”)脉冲信号，在下发指令时存在压力信号延时及压力不准等情况，进而对控制精度造成影响。现有技术中只存在针对泥浆池液面进行监控(检测是否具有硫化氢、可燃气体等)的技术方案(如公告号CN201196041公开的“钻井自动灌浆液位监控装置”)，并未意识到上述技术问题以及提出相应的解决方案。
[0008]故申请人考虑设计一种结构简单、低成本且能够对下发指令进行有效监控的技术方案。【实用新型内容】
[0009]针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是:如何提供一种结构简单、低成本，且能够对下发指令进行有效监控的用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构。
[0010]为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案:
[0011]一种用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构，包括与旁通阀信号连接并能够对其进行控制的地面控制箱，所述地面控制箱包括有控制器，所述控制器与旁通阀的控制信号端电性连接；
[0012]还包括压力传感器，所述压力传感器设置在与所述旁通阀输出端相连且用于输送泥浆的管路上，所述压力传感器与所述控制器的电性连接。
[0013]采用本实用新型的用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构时，地面控制箱通过对下发指令进行编码后，通过控制旁通阀在钻杆中产生负脉冲信号。因在与所述旁通阀输出端相连且用于输送泥浆的管路上设置压力传感器，且能够通过控制器来实时检测该管路上的液压参数并将该参数传输给控制器，故使得地面控制箱通过比对后即能够判断并控制旁通阀来实时校正负脉冲信号，这样即实现对旁通阀所产生的负压脉冲信号进行有效的实时监控，提高了下传指令信号成功率和钻井效率。可见，本实用新型采用较为简单的结构和低成本的技术手段成功解决了下传指令不准的技术问题，提升了下传指令的传送精度，适合在本领域推广使用。
[0014]作为优选，所述管路包括整体固定在井架上的立管，以及前端与所述立管相连的水龙带；所述压力传感器位于所述立管上。
[0015]因立管整体竖向固设在井架上，使得自身更为稳固。将压力传感器设在该立管上后，能够有效避免因管道振动造成的干扰，使得压力传感器测得的数据更为准确，利于使得本实用新型实现更高精度的监控。
[0016]作为优选，所述控制器为微型处理器。
[0017]实施上述优选，可利用微型处理器的优点(如高可靠性、运行数据快、采集和处理数据方便等)，来提高本实用新型的实用性和可靠性。
[0018]综上，本实用新型的用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构，具有结构简单、低成本，且能够对下发指令进行有效监控的优点，适合在本领域推广使用。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构的结构示意图。
[0020]图2是本实用新型用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构的电路框图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。其中，针对描述采用诸如上、下、左、右等说明性术语，目的在于帮助读者理解，而不旨在进行限制。
[0022]如图1至2所示，一种用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构，包括与旁通阀2信号连接并能够对其进行控制的地面控制箱1，所述地面控制箱I包括有控制器(图中未示出)，所述控制器与旁通阀2的控制信号端电性连接；还包括压力传感器3，所述压力传感器3设置在与所述旁通阀2输出端相连且用于输送泥浆的管路上，所述压力传感器3与所述控制器的电性连接。
[0023]采用上述用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构时，地面控制箱I通过对下发指令进行编码后，通过控制旁通阀2在钻杆6中产生负脉冲信号。因在与所述旁通阀2输出端相连且用于输送泥浆的管路上设置压力传感器3，且能够通过控制器来实时检测该管路上的液压参数并将该参数传输给控制器，即使得地面控制箱I通过比对后即能够判断并控制旁通阀2来实时校正负脉冲信号，从而实现对旁通阀2所产生的负压脉冲信号进行有效的实时监控，提高了下传指令信号成功率和钻井效率。可见，上述用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构采用较为简单的结构和低成本的技术手段成功解决了下传指令不准的技术问题，提升了下传指令的传送精度，适合在本领域推广使用。
[0024]所述管路包括整体固定在井架5上的立管4，以及前端与所述立管4相连的水龙带7 ;所述压力传感器3位于所述立管4上。具体实施时，所述管路还包括有连接管8，所述连接管的前端与所述旁通阀的输出端相连接，所述连接管的后端与所述立管4的前端相连，所述水龙带7的前端与立管4的后端相连，所述水龙带的后端与钻杆6相连。
[0025]因立管4整体竖向固设在井架5上，使得自身更为稳固。将压力传感器3设在该立管4上后，能够有效避免因管道振动造成的干扰，并使得压力传感器3测得的数据更为准确，利于使得本实用新型实现更高精度的监控。
[0026]所述控制器为微型处理器(又称:单片机)。
[0027]综上，上述用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构，具有结构简单、低成本，且能够对下发指令进行有效监控的优点，适合在本领域推广使用。
[0028]以上仅是本实用新型优选的实施方式，需指出是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，上述变形和改进的技术方案应同样视为落入本申请要求保护的范围。
【主权项】
1.一种用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构，包括与旁通阀信号连接并能够对其进行控制的地面控制箱，所述地面控制箱包括有控制器，所述控制器与旁通阀的控制信号端电性连接； 其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在与所述旁通阀输出端相连且用于输送泥浆的管路上，所述压力传感器与所述控制器的电性连接。2.根据权利要求1所述的用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构，其特征在于，所述管路包括整体固定在井架上的立管，以及前端与所述立管相连的水龙带；所述压力传感器位于所述立管上。3.根据权利要求1或2所述的用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构，其特征在于，所述控制器为微型处理器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构，包括与旁通阀信号连接并能够对其进行控制的地面控制箱，所述地面控制箱包括有控制器，所述控制器与旁通阀的控制信号端电性连接；其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在与所述旁通阀输出端相连且用于输送泥浆的管路上，所述压力传感器与所述控制器的电性连接。本实用新型的用于旋转导向钻井控制系统的下传指令监控结构，具有结构简单、低成本，且能够对下发指令进行有效监控的优点，适合在本领域推广使用。
【IPC分类】E21B21/08, E21B7/04
【公开号】CN204703763
【申请号】CN201520458080
【发明人】孙勇, 欧江波, 陈伟, 王停, 张孝
【申请人】重庆前卫科技集团有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月30日